2018年黑龙江省甜菜产业发展分析与2019年展望

对2018年黑龙江省甜菜产业基本情况及与2017年相比的主要变化情况进行了介绍,并对产业损害监测预警指标变化原因进行了分析,基于此提出了应对产业变化的措施和建议,并展望了2019年黑龙江省甜菜产业的发展趋势。

甜菜BvPCNA基因RNAi载体构建

【目的】增殖细胞核抗原(Proliferating cell nuclear antigen, PCNA)在植物中广泛存在,但是其在植物中的功能研究较少。本研究可以为BvPCNA-like基因的功能分析奠定基础。【方法】课题组前期在甜菜基因组中克隆获得一个基因位点,命名为BvPCNA-like基因,本研究以BvPCNA-like基因的克隆载体为初始材料,选取适宜的靶序列,利用植物表达载体pFGC5941作为基础载体,使靶序列上游启动子为35 S,植物筛选标记为抗除草剂基因BlpR,设计靶序列特异性引物,采取PCR-酶切-连接方法,构建BvPCNA-RNAi载体。【结果】通过RCR鉴定表明已获得了预期目标载体,插入片段由正向靶序列BvPCNA-F、中间片段、反向靶序列BvPCNA-R组成,靶序列长度为320 bp。【结论】本研究所得载体适用于对双子叶植物进行遗传转化,可以作为BvPCNA-like基因理论研究或应用研究的载体材料。

糖料作物对干旱胁迫的形态、生理及基因响应研究进展

在糖料作物的生长发育过程中,干旱缺水会对其正常生长造成一定的影响。在干旱条件下,糖料作物会产生相应的形态特征与生理生化特性的变化,此外,干旱胁迫还会诱导特定基因的表达,这些形态特征与生理生化特性的变化以及相关基因的表达减轻了糖料作物在干旱胁迫条件下所受到的伤害。本文对糖料作物在干旱胁迫下形态特征与生理生化特性的响应以及耐旱调节基因的相关研究进展方面进行了阐述,综述文献表明,目前发现的调控糖料作物干旱胁迫的主要基因类型有:钙依赖蛋白激酶(CDPK)基因、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)基因、AVP1基因及DREB、NAC、WRKY等转录因子基因。可为提高糖料作物耐旱性研究提供参考。

甜菜色素种类分布和应用研究进展

为了获取甜菜色素更多的利用价值,科学家们一直在努力从各种植物中获得甜菜色素,在对各种植物提取物的研究中总结出很多宝贵的经验。本研究归纳出甜菜色素富含于红甜菜中并且只存在于石竹目植物的10个科中,总结出甜菜色素在食品安全、医药等领域具备的抗氧化性、抗癌、溶血作用、降血脂、促进酶活性和治疗糖尿病等特性。同时归纳总结了甜菜色素种类和分布状态,分析了甜菜色素研究的现状和进展。认为应该提高甜菜色素提取和纯化的技术水平,提高产品的质量,深入研究甜菜色素的稳定性和抗氧化性等特性;把研究范围扩大到更多植物中去,让甜菜色素得到充分的开发利用;拓展甜菜色素在医疗、分子生物等领域的研究方向,提高中国甜菜色素的利用率和国际市场的占有率。

分子标记技术在农作物品种鉴定上的研究进展及未来展望

概述了以AFLP、ISSR、SRAP以及SSR等4种主要的分子标记技术在农作物品种鉴定上的研究进展,提出了SSR将是未来利用分子标记技术鉴定品种纯度以及品种DUS测试的首选分子标记技术。同时介绍了在快速鉴定品种纯度上的研究进展,并预测未来利用互联网技术将分子标记指纹图谱和农作物品种形态学特征相结合实现品种快速检索、不同品种之间数字指纹比对以及比对信息快速输出以实现品种的快速鉴定,实现在农作物任何生长期均可达到快速鉴定品种纯度和真实性的目的,促进农作物品种权的保护以及中国种业的健康发展。

利用InDel技术评价甜菜品种的一致性

为了探索InDel分子标记技术在鉴定甜菜品种一致性中的可行性,本研究以8个甜菜品种为试材,每个品种取24个单株,分别提取基因组DNA。随后,利用位于9条染色体上的9对InDel引物分别进行InDel-PCR扩增,根据扩增条带分析每个甜菜品种的一致性。InDel-PCR扩增结果表明8个甜菜品种平均一致性比率在67.7%~88.1%之间。同一引物在8个甜菜品种中表现出的一致性比率具有一定差异。例如,利用ND286引物在品种985和品种1123中检测出的一致性比率为100%,但是在其他品种中检测出的一致性比率分布在46%~63%之间。不同引物在同一品种中表现出的一致性比率可能相同,但其区分出的不一致植株可能相同也可能不同。比如,在平均一致性比率最高的品种1015中,ND31和ND71引物在24个植株中检测出的一致性比率相同,但ND31引物区分出的差异植株为13、14和15号植株,而ND71引物区分出的差异植株为8、15和21号植株。因此,利用单个InDel引物对甜菜品种一致性进行鉴定不具有普遍性和科学性,应该综合多个InDel位点的扩增结果进行一致性鉴定,且现阶段甜菜品种一致性鉴定的标准不宜设置过高。

新疆喀什地区甜菜种植潜力调查分析

甜菜是我国第二大糖料作物,是新疆主要的经济作物,甜菜产业的健康发展对巩固我国边疆脱贫攻坚成果及助力乡村振兴具有重要意义。近年来,国家糖料产业技术体系积极推进甜菜种植区域逐步向新疆喀什温热地区转移,拓展了甜菜种植范围,提升了甜菜制糖业产能,取得了显著的成效,但目前喀什地区甜菜产业发展中存在科技贡献率低、农业基础设施有待完善、高标准农田建设不达标、甜菜精深加工不足、产业链条仍然偏短等问题。本文针对新疆喀什地区甜菜糖业实践情况,梳理和分析了新疆温热区甜菜产业发展的现状、提升潜力及存在的问题,并提出了相应的发展建议,为更好地促进该地区甜菜产业绿色发展提供依据。

单细胞转录组测序技术及其在植物研究中的应用

为探究单细胞转录组测序技术(scRNA-seq)在植物研究中的应用,本综述对单细胞转录组测序技术的发展状况进行了总结,介绍了其在胚胎发育、免疫细胞、肿瘤领域以及植物研究的运用。其次,就单细胞转录组测序技术中的要点技术(单细胞分离技术、单细胞全转录组cDNA扩增技术、高通量测序技术)进行了总结分析。最后,本文根据植物细胞的特点归纳出植物所适用的单细胞转录组测序技术,以期为该技术在植物研究中更好的利用提供理论依据。

甜菜褐斑病及种质资源抗性研究进展

甜菜褐斑病是由甜菜尾孢菌引起的一种世界性病害,该病主要的防治手段为药物防治、生物防治和抗病育种,其中抗病育种最为有效安全。为了使人们清晰地了解甜菜褐斑病的发病机理和甜菜对褐斑病抗性研究动向。本文综述了甜菜褐斑病菌的分类及其形态特征;褐斑病的发生、防治及致病机理;尾孢菌的抗药性;甜菜对褐斑病的抗性;甜菜抗褐斑病的遗传研究(基因的加性效应和克隆及QTL定位),并对其未来研究做出展望,以期为甜菜褐斑病的抗性研究和防治提供理论参考。

基于文献计量分析中国甜菜硼素营养研究现状

为了解中国甜菜在硼素方面的研究现状与发展趋势,本文基于中国知网数据库(CNKI)中英文文献,采用文献计量法,对发表的我国甜菜硼素营养相关论文进行梳理,并对其文献数量、研究机构、来源期刊等情况进行统计分析。结果显示,符合要求文献共84篇,研究机构多位于黑龙江及新疆等地,其中黑龙江大学发文量最多,占比23.81%。刊发该领域文章前三的期刊分别为《中国糖料》《中国甜菜糖业》《中国农学通报》。分析得出,甜菜硼素营养研究内容2010年前主要集中在适量施用硼肥量及方式对甜菜增产、增糖、防治心腐病等的影响,近几年研究方向增加了硼胁迫对甜菜植株硼素、光合性能及相关生理生态等的影响。整体来看,国内甜菜硼素营养研究存在发文量较少且不稳定等的问题,还需更多学者对甜菜硼素营养进行研究实践。

可变剪接在糖料作物上的研究进展

可变剪接在真核生物中普遍存在,是生物体产生多种蛋白质的一个重要机制。大量证据表明,可变剪接的复杂性与植物的发育、进化、适应性有关。可变剪接的相关研究为培育优质的作物品种提供了理论依据。文章主要综述了可变剪接的类型、研究方法以及糖料作物关于可变剪接的最新研究进展,并结合当前的研究形势对未来可变剪接的研究方向提出建议。研究发现,甘蔗、甜菜、甜叶菊糖料作物的可变剪接研究几乎都处于尝试阶段,今后在分子机制、规律、功能等方面还有大量的未知信息有待研究,可变剪接的研究可为提高糖料作物抗逆性、环境适应性、产糖量等方面提供帮助。

不同保水栽培方式和硼素对甜菜产质量效应研究

明确保水栽培方式与硼素2个因素对甜菜叶片光合性能及产量品质的影响,探讨栽培方式和硼素对甜菜产质量影响规律,以期为甜菜抗旱高产高糖栽培提供理论依据。试验于2016年进行,通过不同栽培水分处理和中后期叶片硼素施用处理,对甜菜叶片SPAD值、产量以及品质进行测定,并对SPAD值与产量品质的相关性进行统计分析。结果表明,与对照相比JF(垄上覆膜和垄沟覆秸秆)保水处理能够显著提升产糖量;施硼能提升大田甜菜的含糖率、产量和产糖,JG+B(垄沟铺秸秆+叶面喷施硼酸)提升含糖率和产量效果最佳,JF+B(垄上覆膜和垄沟覆秸秆+叶面喷施硼酸)提高甜菜的产糖量效果最佳;施硼可提高甜菜叶片SPAD值,且SPAD值与甜菜含糖率存在最大的灰色关联度,两者具有紧密关系。综合分析得出,该生态条件下JF可作为抗旱节水的栽培模式,施硼增强了叶片光合能力、提高了产量和含糖,建议在生产中施硼与秸秆覆膜(JF+B)结合进行。

甜菜适宜播期的确定和高糖高效生产技术方案

系统分析黑龙江省甜菜产区播期与温度、化肥、农药等各指标之间的关系,并针对黑龙江播种特点提出相应的技术方案和建议。

甜菜基因BvPCNA-like的克隆及结构分析

本文旨在利用分子标记位点克隆糖用甜菜(Beta vulgaris L.)中的BvPCNA-like基因的基因组位点及完整的编码区(Coding sequence,CDS),并对该CDS在基因组中的结构进行分析与验证,为进一步研究该基因的功能奠定基础。利用甜菜EST-SSR标记BvRE049,以糖用甜菜种质‘DP02’(标记检测阳性)为材料,通过电子克隆策略获得标记相关基因的基因组位点,进而克隆基因CDS片段;预测CDS在基因组中的外显子和内含子个数及内含子剪接位点分布范围,并设计PCR引物组合对以上结构进行验证;同时用在线生物信息学分析软件分析该基因产物的基本特征。克隆获得了甜菜基因BvPCNA-like的编码区,全长1164 bp,编码产物含387个氨基酸,分子量约42736.25 Da,等电点约4.46,在基因组中,该基因由3个内含子分隔成4个外显子。本研究克隆了BvPCNA-like基因的完整编码区,预测并验证了其在基因组位点中的结构,为进一步深入研究BvPCNA-like基因在甜菜体内的功能奠定了基础。

植物增殖细胞核抗原与DNA复制关系的研究现状

为了更深入的对植物增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)进行研究,本研究归纳了PCNA的研究现状,总结了PCNA的结构特征和包括PCNA参与DNA复制、DNA损伤修复和细胞周期调控等在内的PCNA的功能特点。目前有关PCNA的研究以医学和动物体为主,有关植物PCNA研究的报道很少且相对落后,但已有文献指出,PCNA调控DNA复制,参与DNA复制以确保植物体正常生长发育,因此植物PCNA的功能值得继续研究。

甜菜抗褐斑病种质资源的研究现状

甜菜抗褐斑病种质资源是甜菜抗褐斑病育种工作的物质基础,也是农业可持续发展的战略资源。甜菜抗褐斑病种质资源研究的主要内容包括甜菜品种的收集、鉴定、评价、保存、利用以及抗性遗传基因的克隆及利用。为了给甜菜抗褐斑病种质资源的研究提供方向,本文综述了目前国内外甜菜抗褐斑病种质资源的收集方法;甜菜抗褐斑病品种的鉴定与评价研究;甜菜抗褐斑病种质资源的保存;甜菜抗褐斑病种质在抗褐斑病育种中的利用;甜菜抗褐斑病基因的定位和克隆方面的研究。最后对中国未来甜菜抗褐斑病育种研究做出展望。

氮胁迫对甜菜幼苗生理以及相关NRTs基因表达的影响

为了深入研究缺氮环境下甜菜(Beta vulgaris L.)的氮利用调控机制,并为利用分子育种以及基因工程途径提高植物的氮利用率奠定基础,本研究以甜菜幼苗‘780016B/12优’为试材,通过对其施加低氮和缺氮逆境胁迫,利用表型观察、叶绿素含量的测定以及相关基因和酶活性的应答变化分析,来研究甜菜植株在生理以及分子方面的应答机制。研究结果表明,甜菜叶片由于缺氮而表现出局部变黄,并且SPAD值显示,叶绿素含量随逆境时间呈下降趋势。qPCR表明,BvNRT2.1和BvNRT3.2基因均受到低氮和缺氮胁迫的诱导,且它们在根部的表达量要高于叶中,BvNRT2.1基因对逆境的应答更为显著。同时,随着胁迫时间的增长,甜菜体内的硝酸还原酶活性逐渐下降,但叶片中该酶的活性始终要高于根中。因此可以得出结论,低氮或缺氮逆境对甜菜幼苗的光合作用、硝酸还原酶活性造成了较为严重的影响,从而导致其生长在一定程度上受到抑制。可以推断,为了适应氮胁迫环境,甜菜自身可能通过上调硝酸盐转运蛋白基因的表达等途径来直接或间接的补偿由于环境氮缺乏或低氮造成的营养缺失,以抵御逆境伤害。

植物瞬时表达系统及其在糖料作物中的应用

瞬时表达系统是一种检验蛋白质在真核生物中表达的高效方法,该系统为研究启动子活性、基因功能以及基因产物亚细胞定位等方面提供了新途径。瞬时表达系统的出现为糖料作物基因功能研究提供了更为便捷高效的方法,可有效促进糖料作物基因工程领域的研究与发展。本文主要综述了瞬时表达系统的建立方法,在基因工程中的应用,以及糖料作物中瞬时表达系统的应用情况,并对瞬时表达技术应用领域的拓展作出展望。

能源甜菜BvGST基因在大肠杆菌体内对镉逆境的应答特性分析

为了进一步研究BvGST基因(LOC104898671)在能源甜菜耐受重金属镉逆境胁迫过程中的功能,明确其在细胞解毒镉离子中的作用和应答特性,本研究以780016B/12优为植物材料,通过RT-PCR的方法将BvGST基因克隆并构建于大肠杆菌原核表达载体pEASY-Blunt E1上,并转化到大肠杆菌BL21中。SDS-PAGE电泳表明,通过1 mmol/L IPTG诱导,在重组菌BL21总蛋白的25.9 kDa左右的位置上,获得了大肠杆菌his tag-BvGST的融合蛋白。当施加0.5 mmol/L CdCl2逆境胁迫后,表达BvGST蛋白的重组菌表现出优于对照菌的生长状态;与此同时,大量表达BvGST的大肠杆菌体内的GST酶活性也要远高于对照。这说明,能源甜菜BvGST基因通过在E.coli体内大量表达高活性的谷胱甘肽转移酶,来解毒细胞内由镉胁迫带来的氧化伤害,从而提高大肠杆菌对Cd的耐受性。研究结果暗示了能源甜菜BvGST在镉逆境胁迫分子机制中发挥着重要作用。

单胚高糖偏丰产型甜菜新品种HDTY04的选育

甜菜新品种‘HDTY04’是以新型细胞质二倍体单胚雄性不育系‘MDms4-3’为母本,以‘DP30’多胚二倍体授粉系为父本杂交选育而成。该品种于2014—2015年黑龙江省甜菜品种区域试验鉴定中,平均根产量为59930.1 kg/hm^(2),比对照品种增产15.3%,平均含糖率为18.40%,比对照品种提高1.20个百分点,平均产糖量为10989.6 kg/hm^(2),比对照品种提高24.3%。该品种表现抗褐斑病,耐根腐病和丛根病,产量性状、质量性状表现稳定优异,适宜在黑龙江省的哈尔滨、齐齐哈尔、嫩江、红兴隆等甜菜产区春季种植。